Как магнитното поле е просто електрическо поле с приложена релативност?
Взаимовръзките на електрическите полета и Магнитни полета са една от основните идеи в физиката, и тази концепция е тясно свързана с теорията на относителността. В тази статия ще обясня как е възможно магнитното поле да се счита за електрическо поле, на което се прилага относителността.
Електрически и магнитни полета
Електрическите полета произлизат от електрически заряди, те също упражняват сили върху други електрически заряди, докато магнитните полета излъчват от движещи се електрически заряди и тези действат върху други движещи се заряди също така.
Специална теория на относителността
Специалната теория на относителността има две постулата: че законите на физиката са инвариантни при Лоренцови преобразувания между инерциални референтни системи (т.е. те са ковариантни), и че скоростта на светлината в vakuum е постоянна независимо от всяко движение или източник на светлина.
Относителност и електромагнетизъм
Все пак, когато разглеждаме електромагнетизма спрямо тези принципи, приложени от Ейнщайн в теорията на релативността, откриваме, че този процес демонстрира два отделни аспекта, известни като електромагнитни полета –specifically електрическо поле и магнитно поле. Магнитното поле може да изглежда като електрическо поле в друга рамка, в зависимост от това дали наблюдателят или източника е в движение относително един друг.
Магнитното поле като релативистично електрическо поле
Нека разгледаме положително заредена частица, която се движи вътре в жица; в рамката на референция за такава жица съществува електрическо поле около тази частица. Всичко пак ако променим гледната точка и вземем перспективата на движещ се обект, тогава нейтралните атоми в жицата започват да се движат, докато отрицателно заредените частици изглеждат по-плотно упаковани поради дължинната контракция (следствие, доведено от специалната теория на относителността). Следователно, има електрическо поле при наблюдение спрямо неговата неподвижна рамка, но то изглежда като магнетизъм в нея.
Заключение
За да заключим, магнитното поле може да се разбере чрез релativистични средства като електрическа сила. Тази връзка, свързваща електричество с магнетизм през теорията на относителността, не само ни помага да разберем повече за електромагнетизма, но и разкрива дълбоката природа на Ейншtain-овата теория на относителността в нашето восприятие на физическата реалност.
